材料百科

热固性树脂基复合材料

2023-05-03

thermosetting resin matrix composite

简介

以热固性树脂为基体的复合材
料。增强体为连续玻璃纤维、碳纤维、
芳纶纤维或它们的织物,也可采用硼
纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、超高
分子量聚乙烯纤维等增强。用作热固
性树脂基体的主要品种有酚醛、环氧、
聚酯、氰酸酯、双马来酰亚胺、聚酰亚
胺树脂等,按固化温度范围分为低温
固化(80℃以下)、中温固化(120℃左
右)及高温固化(170℃以上)三类。复
合材料制造工艺一般先将树脂与增强
体制成预浸料,预浸料按要求剪裁,通
过铺层设计,调整纤维铺叠方向,可得
到最佳性能的复合材料。因浸渍纤维
(织物)的树脂基体中,通常均已加有
固化剂等组分,所以一般预浸料均要
求在低温下(-18℃)贮存,才能保证
足够的寿命。固化时要求加热、加压,
成型方法根据树脂、纤维及复合材料
的特点和要求选定。成型方法有手工
铺层、模压、真空袋、热压罐、热膨胀
模塑、缠绕、拉挤、树脂传递模塑等;
还有光固化、电子束固化等非热成型
工艺。热固性树脂基复合材料的比强
度、比模量高,耐疲劳、耐腐蚀、阻尼
减震性好,通过选择纤维和树脂基体
配方还可使复合材料具有阻燃、耐烧
蚀、介质、透波、吸波、阻尼、降噪、
装甲防护等专用功能,因而使用范围
极为广泛。在航空、航天领域用于制造
飞机、火箭、导弹、卫星的承力结构件
和耐高温、耐烧蚀制件;在舰船、兵器、
汽车、机械等领域,用于制造轻质、高
强的各种构件,以达到提高综合性能
的目的; 在体育用品和医疗器械领域
采用复合材料制品,可以显著提高运
动水平和医疗检测及卫生水平,如制
造撑杆跳的撑杆、高尔夫球杆、钓鱼
杆、自行车轮、车架、网球、羽毛球拍、
滑雪板等;医疗方面如X光照像床和
暗盒,伤残人用轮椅、假肢、骨夹板、
人造骨等。发展方向是进一步提高现
有材料的耐热性,提高复合材料韧性
和抗冲击性,降低材料的成本和价格,
应用范围将进一步扩大。